JPH0221549A - 走査電子顕微鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、試料の任意の深さ部分の情報に基づく試料像
を得る事が可能な走査電子顕微鏡に関する。

［従来の技術］ 通常、走査電子顕微鏡では、試料上に細く絞った電子線
を照射すると共に、該電子線で該試料上を２次元的に走
査し、該走査により該、試料から発生する二次電子や反
射電子等を検出し、該検出した信号を上記試料上での電
子線走査に同期した表示手段に供給し、試料表面からの
情報に基づく試料像を表示している。

［発明が解決しようしする課題］ さて、この様な走査電子顕微鏡により試料の成る深さ部
分の情報に基づく試料像を得ようとする場合、試料表面
から該観察したい深さ部分まで一様に削り取るか、該観
察したい深さにおいて深さ方向に垂直な面に沿って切断
するかが考えられるが、何れも微少且つ極めて薄い試料
には困難である。

本発明は、この様な問題を解決する為になされたもので
、試料を同等破壊する事無く、試料の任意の深さ部分の
情報に基づく試料像を得る事が出来る新規な走査電子顕
微鏡を提供する事を目的とするものである。

［課題を解決するだめの手段］ この様な目的を達成する為に、本発明の走査電子顕微鏡
は、電子線を発生する為の電子線発生手段、該電子線発
生手段からの電子線を集束して試料上に照射する為のレ
ンズ手段、該電子線で試料上を走査する為の偏向手段、
上記電子線発生手段に少くとも２つの異なった加速電圧
を印加する為の加速電圧制御手段、該６異なった加速電
圧で加速された電子線照射により試料から発生する電子
を順次検出する検出器、該検出器の出力信号値を夫々加
速電圧別に記憶するメモリ、該メモリから適宜２つの加
速電圧別に記憶された各々の信号値を読み出して減算を
行ない、該減算により得られた差信号に基づく試料像を
表示手段に表示させる制御手段を具備した。

［作用］ 試料に照射する電子線の加速電圧を変えると、該試料か
ら得られる情報信号は該加速電圧の大きさにより異なる
。即ち、加速電圧の大きさに応じて試料に入り込む電子
線の領域の深さが異なる。

例えば、試料に照射される電子線の加速電圧をＶａ、Ｖ
ｂ、Ｖｃ　（Ｖａ＜Ｖｂ＜Ｖｃ）と変えた場合の試料に
入り込む電子線の領域の深さ、即ち、二次電子発生領域
の深さは、夫々第２図（ａ）。

（ｂ）、（ｃ）に示す様に、Ｄａ、Ｄｂ、Ｄａ（Ｄ　ａ
　＜　Ｄ　ｂ　＜　Ｄ　ｃ　）となり、加速電圧の大き
さに応じて電子線が入込む領域（二次電子発生領域）か
深さ方向に拡がって行く傾向にある。従って、例えば、
試料のＤｂとＤＣの間に於ける情報を得たい場合には、
加速電圧ｖｂの電子線照射で得られた試料からの情報信
号値ｓｂを記憶しておき、次に、加速電圧Ｖｃの電子線
照射で得られた試料からの情報信号値Ｓｃを記憶し、夫
々の情報信号値を呼び出し、各々の信号値の差（Ｓｂ−
３Ｃ）を取れば、該差信号値が試料の表面からの深さＤ
ｂとＤｃの間に於ける深さ近傍に於ける試料情報に対応
している。

［実施例コ 第１図は本発明の一実施例を示した走査電子顕微鏡の概
略図である。

図中１は電子銃、２は集束レンズ、３Ｘ、３Ｙは各々Ｘ
、Ｙ偏向コイル、４は試料、５は二次電子検出器、６は
アンプ、７は制御装置、８は画像メモリ、９は陰極線管
、１０はデジタル走査信号発生回路、１１は加速電圧制
御回路、１２はレンズ制御回路である。

さて、試料により多少の差はあるが、大凡、試料に照射
する電子線の加速電圧の大きさと試料に入り込む電子線
の領域の深さは比例的な関係にあるので、予め、加速電
圧と電子線の入り込む深さの大凡の関係をΔｐｊ定して
おき、所望の深さＤｊの部分の情報を得たい場合には、
電子線が該深さＤｊの前後の深さＤｉ、Ｄｋに入り込む
各加速電圧値Ｖｉ、Ｖｋを指定する。即ち、制御装置７
の指令により、先ず、加速電圧制御回路１１は、加速電
圧Ｖｋを電子銃１に印加する。該印加により、電子銃１
からは加速電圧Ｖｋで加速された電子線が取出される。

この時、該制御回路７は上記印加とタイミングを合わせ
てレンズ制御回路１２にも指令を送るので、該レンズ制
御回路１２は、該加速電圧Ｖｋで加速された電子線を試
料上でフォーカスさせるのに適した’ＦＨ’ｔｌＬを集
束レンズ２に送る。

而して、デジタル走査信号発生回路１０からの走査信号
が送られいるＸ、Ｙ偏向コイル３Ｘ、３Ｙにより、試料
上でフォーカスされた加速電圧Ｖｋの電子線は試料上を
走査する。該走査により二次電子検出器５から、試料４
を加速電圧Ｖｋで走査した時の信号Ｓｋ得られる（第３
図（ａ））。該信号はアンプ６を介して制御装置に送ら
れる。該制御装置は、上記走査領域から得られる情報信
号を１画素毎に画像メモリ８に記憶する。続いて、同じ
様に、制御装置７の指令により、加速電圧制御回路１１
は、加速電圧Ｖｊを電子銃１に印加する。該印加により
、電子銃１からは加速電圧Ｖｊで加速された電子線が取
出される。この時、該制御回路７は上記印加とタイミン
グを合わせてレンズ制御回路１２にも指令を送るので、
該レンズ制御回路１２は、該加速電圧ｖｊて加速された
電子線を試料上でフォーカスさせるのに適した電流を集
束レンズ２に送る。而して、デジタル走査信号発生回路
１０からの走査信号か送られいるＸＹ偏向コイル３Ｘ、
３Ｙにより、試料上でフォーカスされた加速電圧Ｖｊの
電子線は試料上を走査する。該走査により二次電子検出
器５から、試料４を加速電圧Ｖｊで走査した時の信号Ｓ
ｊ得られる（第３図（ｂ））。該信号はアンプ６を介し
て制御装置に送られる。該制御装置は、上記走査領域か
ら得られる情報信号を１画素毎に画像メモリ８の他の部
分に記憶する。そして、上記制御装置は、該画像メモリ
８から、先に記憶した加速電圧Ｖｋの電子線で試料を走
査したときに得られた情報信号Ｓｋと、後に記憶した加
速電圧Ｖｊの電子線で試料を走査したときに得られた情
報信号Ｓｊを呼出し、各画素毎に情報信号ＳｊからＳｋ
を差引く。

この様にして得られたさ信号（Ｓｊ−８ｋ）は第３図（
ｃ）に示す様に、試料表面からＤｉ近傍の深さ部分Ｑか
らの情報信号に対応している。該情報信号は陰極線管９
に送られるので、該陰極線管の画面上に試料表面からＤ
ｉ近傍の深さ部分Ｑからの情報信号に基づく試料像が表
示される。

尚、先に、加速電圧を次々変え、その都度、画像メモリ
８に加速電圧別に試料から得られる情報信号を記憶して
おき、所望の深さの部分の情報を得たい場合には、その
深さの前後の深さに入り込む各加速電圧値による情報信
号値を該画像メモリから呼出して減算を行う様にしても
良い。

又、上記実施例では、二次電子を検出する様にしたが、
他の荷電粒子、例えば、反射電子を検出する様にしても
良い。

更に、上記実施例では、加速電圧を変えても、試料上で
常にフォーカスするように制御したが、加速電圧を変え
た場合に、フォーカスばかりではなく、倍率や非点収差
等も変化する場合があるので、この様な場合には、倍率
制御系や非点収差補正系を設け、加速電圧の変化にタイ
ミングを合わせて、倍率調整や非点収差補正を行う。

［発明の効果］ 本発明によれば、試料を同等破壊する事無く、試料の任
意の深さ部分の情報に基づく試料像を得る事が出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示した走査電子顕微鏡の概
略図、第２図は本発明の詳細な説明を補足する為の図、
第３図は本発明の動作説明を補足するための図である。 １：電子銃　　２：集束レンズ　　３Ｘ　　３ＹＸ、Ｙ
偏向コイル　　４：試料　　５：二次電子検出器　　６
：アンプ　　７：制御装置　　８：画像メモリ　　９：
陰極線管　　１０．デジタル走査信号発生回路　　１１
：加速電圧制御回路１２：レンズ制御回路 特許出願人　　日本電子株式会社 第２図 （Δ） （ｂ） （ａ） （ｂ） （Ｃ） （こ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電子線を発生する為の電子線発生手段、該電子線発生手
   段からの電子線を集束して試料上に照射する為のレンズ
   手段、該電子線で試料上を走査する為の偏向手段、上記
   電子線発生手段に少なくとも２つの異なった加速電圧を
   印加する為の加速電圧制御手段、該各異なった加速電圧
   で加速された電子線照射により試料から発生する電子を
   順次検出する検出器、該検出器の出力信号値を夫々加速
   電圧別に記憶するメモリ、該メモリから適宜２つの加速
   電圧別に記憶された各々の信号値を読み出して減算を行
   ない、該減算により得られた差信号に基づく試料像を表
   示手段に表示させる制御手段を具備した走査電子顕微鏡
   。